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多层夹芯结构木塑复合材料阻燃与力学性能

复合材料学报 2024年第7期41卷 3737-3745页

作者：郭雨佳徐靖雯陈文礼樊奇孙理超王清文华南农业大学生物基材料与能源教育部重点实验室广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642

针对传统膨胀石墨阻燃木塑复合材料(WPCs)阻燃剂添加量高、力学性能变差的问题,本文以杨木木粉(WF)、高密度聚乙烯(HDPE)、膨胀石墨(EG)与纳米二氧化硅(n-SiO_(2))为主要原料,通过层积热压工艺和结构优化设计制备了具有多层夹芯结构的... 详细信息

针对传统膨胀石墨阻燃木塑复合材料(WPCs)阻燃剂添加量高、力学性能变差的问题,本文以杨木木粉(WF)、高密度聚乙烯(HDPE)、膨胀石墨(EG)与纳米二氧化硅(n-SiO_(2))为主要原料,通过层积热压工艺和结构优化设计制备了具有多层夹芯结构的阻燃增强木塑复合材料。采用锥形量热仪、垂直燃烧测试仪、极限氧指数(LOI)仪和万能力学试验机分别探究了单层、双层和三层夹芯结构对木塑复合材料阻燃和力学性能的影响。结果表明:相比于对照组(WPC-0),阻燃层中EG和增强层中n-SiO_(2)的含量分别为10%和5%时,双层和三层夹芯结构木塑复合材料的热释放速率和总热释放、烟释放速率和总烟释放均有显著降低,残余物质量明显提升。其中三层夹芯结构木塑复合材料(WPC-E3B)的LOI值由20.8%提高至30.6%,UL-94达到V-0级。此外,相较于WPC-0,WPC-E3B的冲击强度提升了61.9%,拉伸与弯曲强度分别提高了16.2%和13.4%。

关键词：木塑复合材料可膨胀石墨纳米二氧化硅夹芯结构阻燃性能力学性能

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各向异性PVA木基水凝胶的制备及其铜离子吸附性能

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林业工程学报 2024年第2期9卷 108-115页

作者：孙博蓉王志男吴炳燊梁荣平李丽萍华南农业大学材料与能源学院生物基材料与能源教育部重点实验室广州510642

针对传统水凝胶生成的聚合物网络通常为各向同性,存在机械强度差、刚度低等问题。本研究以巴沙木为原料,通过冰模板法和淬火法,在定向排列的脱木素纤维素骨架中构筑具有纤维取向的聚乙烯醇(PVA)微纳网络,构建用于高效吸附水中铜离子的... 详细信息

针对传统水凝胶生成的聚合物网络通常为各向同性,存在机械强度差、刚度低等问题。本研究以巴沙木为原料,通过冰模板法和淬火法,在定向排列的脱木素纤维素骨架中构筑具有纤维取向的聚乙烯醇(PVA)微纳网络,构建用于高效吸附水中铜离子的高强度各向异性PVA木基水凝胶(PWH),结合扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射、电子万能力学试验机表征复合水凝胶的形态结构和性能。实验结果表明:脱木质素工艺可以增加木质纤维的结晶度,PVA成功复合后保留了木材各向异性纤维骨架,脱木质素2 h的水凝胶(PWH-2)综合性能最优;PWH-2在5%应变下循环压缩80次后,样品能量损耗仅为0.022 8 MPa/mm,高度保持率高达97.37%,具有优异的抗压强度和弹性;PWH-2定向排列的多孔结构有助于铜离子在其内部迁移,提高吸附性能,在25℃、pH 5、铜离子质量浓度40 mg/L的模拟废液中,对铜离子的吸附率可达77.27%,经4次循环利用对铜离子的吸附率仍可达40.11%。动力学和等温线研究结果表明,PWH-2吸附铜离子过程满足拟一级动力学模型,遵循Langmuir等温线模型。该研究为构建高效可持续吸附重金属离子的高强度各向异性水凝胶提供理论参考,为生物质高值化利用提供新的方向。

关键词：木基水凝胶聚乙烯醇(PVA) 各向异性铜离子吸附

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基于成型工艺特点的木塑家具设计现状与展望

木材科学与技术 2024年第1期38卷 80-88页

作者：易欣梁家明方庆宁王清文生物基材料与能源教育部重点实验室华南农业大学材料与能源学院广东广州510642

木塑复合材料(wood plastic composites,WPCs)的物理力学性能和加工性能优异,能防水耐腐、防虫蛀,是制造家具的理想材料,在家具产品设计和制造领域已有应用,但潜力尚未得到充分开发。阐述木塑复合材料的挤出成型、注射成型、热压成型、... 详细信息

木塑复合材料(wood plastic composites,WPCs)的物理力学性能和加工性能优异,能防水耐腐、防虫蛀,是制造家具的理想材料,在家具产品设计和制造领域已有应用,但潜力尚未得到充分开发。阐述木塑复合材料的挤出成型、注射成型、热压成型、模压成型和增材制造技术的成型原理及制品性能特点,分析利用不同成型技术生产的木塑家具造型、结构设计现状,并针对木塑家具设计开发提出参数化技术深化造型、模块化思维拆分结构、数值模拟技术验证方案与工艺可行性的建议。

关键词：木塑复合材料成型工艺家具设计

低共熔溶剂提取油茶果壳木质素及其结构特性研究

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木材科学与技术 2024年第3期38卷 64-71页

作者：孟蒙巫明惠周海洋吕世豪高振忠孙瑾华南农业大学材料与能源学院广东广州510642 生物基材料与能源教育部重点实验室广东广州510642

为提高油茶果壳中木质素的利用价值,实现油茶加工废弃物的高值化利用,在优化工艺:油浴温度160℃、处理时间6 h、油茶果壳与低共熔溶剂(deep eutectic solvent,DES)固液质量比为1:10、DES与H2O的质量比为10∶1的条件下,使用氯化胆碱-尿素... 详细信息

为提高油茶果壳中木质素的利用价值,实现油茶加工废弃物的高值化利用,在优化工艺:油浴温度160℃、处理时间6 h、油茶果壳与低共熔溶剂(deep eutectic solvent,DES)固液质量比为1:10、DES与H2O的质量比为10∶1的条件下,使用氯化胆碱-尿素(ChCl-U)、氯化胆碱-尿素-H2O(ChCl-U-H)、氯化胆碱-尿素-乙二胺(ChCl-U-E)、氯化胆碱-无水草酸(ChCl-OA)四种DES对废弃油茶果壳进行处理,研究不同DES对油茶果壳中木质素的提取效果,并对提取木质素的结构进行分析。结果显示:ChCl-U-E处理油茶果壳后木质素的提取率最高,达到84.40%;DES中氢键供体解离的质子(H+)能够促进木质素苯丙烷单元间不稳定醚键断裂,形成小分子物质,引入酚羟基、甲氧基和羟甲基等;提取得到的木质素的分子量较小,空间位阻减小,活性增强;提取木质素主要是愈创木基苯丙烷单元,含有少量的对-羟苯基苯丙烷单元,且基本单元结构较为完整。本研究为木质素基酚醛树脂和其他芳香族化合物等的制备提供了理论依据。

关键词：油茶果壳低共熔溶剂木质素提取率

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多元共挤出木塑复合材料界面结合性能

复合材料学报 2024年

作者：陈文礼欧荣贤郭雨佳唐伟郝笑龙孙理超王清文华南农业大学生物质工程研究院生物基材料与能源教育部重点实验室(华南农业大学)

针对新型多元共挤出复合材料存在的次表层木塑复合材料(WPCs)与核层实木界面结合强度低，使用过程中易发生界面剥离导致复合材料力学性能和使用寿命降低的问题，本文采用聚氨酯热熔胶胶膜(TPU)和乙烯-丙烯酸共聚物胶膜(EAA)包覆单板层积... 详细信息

针对新型多元共挤出复合材料存在的次表层木塑复合材料(WPCs)与核层实木界面结合强度低，使用过程中易发生界面剥离导致复合材料力学性能和使用寿命降低的问题，本文采用聚氨酯热熔胶胶膜(TPU)和乙烯-丙烯酸共聚物胶膜(EAA)包覆单板层积材(LVL)与塑料/木塑制备了高界面结合强度的多元共挤出复合材料(Co-WPCs-LVL)。研究结果表明：TPU和EAA均能有效提高WPCs层与核层LVL的界面结合强度，界面结合强度随着胶膜熔点的增加而逐渐降低，其中引入TPU(熔点80℃)和EAA(熔点95℃)的WPCs与LVL界面结合强度相对于未处理组分别提高了27倍、56倍。EAA可以显著提升WPCs与LVL的界面耐水性能，Ⅱ类浸渍实验后界面未发生剥离。证明胶膜在高温的挤出作用下能够渗入LVL表面与羟基(-OH)发生反应，同时能与聚乙烯分子链混合扩散形成牢固的界面结合。经过人工加速老化后，胶膜处理组的WPCs与LVL仍具有较高的界面结合强度，界面结合强度剩余率随着熔点的增大而增大，其中EAA(熔点135℃)实验组表现出最好的界面耐久性，界面结合强度剩余率达到97.25%。

关键词：木塑复合材料多元共挤出单板层积材热熔胶胶膜界面结合强度

苦槛蓝内生真菌Nigrospora sphaerica S5次级代谢产物及其抗菌活性研究

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中药材 2024年 1445-1448页

作者：吕伟欢何国强梁晓燕张雅琳黎杨倩李春远华南农业大学材料与能源学院/生物基材料与能源教育部重点实验室

目的:研究苦槛蓝内生真菌Nigrospora sphaerica S5次级代谢产物及其抗菌活性。方法:采用柱层析分离纯化苦槛蓝内生真菌Nigrospora sphaerica S5的次级代谢产物,波谱技术鉴定结构;二倍稀释法测试所得化合物的抗菌活性。结果:从Nigrospora... 详细信息

目的:研究苦槛蓝内生真菌Nigrospora sphaerica S5次级代谢产物及其抗菌活性。方法:采用柱层析分离纯化苦槛蓝内生真菌Nigrospora sphaerica S5的次级代谢产物,波谱技术鉴定结构;二倍稀释法测试所得化合物的抗菌活性。结果:从Nigrospora sphaerica S5的发酵产物中分离得到11个化合物,分别鉴定为:1,8-dimethoxynaphthalene(1)、(4R)-4,8-dihydroxy-3-hydro-5-methoxy-1-naphthalenone(2)、4,6-dihydroxy-3,4-dihydronaphthalen-1(2H)-one(3)、5-甲氧基-2-甲基二氢色原酮(4)、diaporthin(5)、daldiniside C(6)、helicascolide A(7)、biscogniauxone(8)、4,8-二羟基-1-四氢萘酮(9)、4-O-methylscleron(10)、对羟基苯甲酸(11)。结论:其中,化合物1、2、4～8为首次从Nigrospora属中分离到。化合物6和8分别对O6血清型大肠杆菌和意大利青霉菌显示强抗菌活性。

关键词：苦槛蓝内生真菌次级代谢产物波谱技术抗菌活性

一种多孔氮掺杂生物炭的制备及对四环素吸附性能--创新型实验设计

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化学通报 2024年第4期87卷 499-505页

作者：张声森许传毅高琼芝刘英菊杨乐敏倪春林华南农业大学生物基材料与能源教育部重点实验室材料与能源学院广州510642

为了拓展农业院校应用化学和材料化学专业高年级学生的学科视野,提高化学实验课程的高阶性、创新性和挑战度,通过科教融合,设计了一个创新性实验—利用汉麻废弃物制备多孔氮掺杂生物炭及对四环素吸附性能。实验内容包括氮掺杂多孔生物... 详细信息

为了拓展农业院校应用化学和材料化学专业高年级学生的学科视野,提高化学实验课程的高阶性、创新性和挑战度,通过科教融合,设计了一个创新性实验—利用汉麻废弃物制备多孔氮掺杂生物炭及对四环素吸附性能。实验内容包括氮掺杂多孔生物炭的制备、形貌结构和性质表征、吸附性能和稳定性的测试以及吸附动力学拟合与机理探索等。该实验具有化学、材料学与农业科学和生物科学相结合的特点,创新性强、操作简便,可供同类高校的同行借鉴。将农林废弃物的回收利用的科研成果应用于教学实践,可以突出专业特色,提升化学类专业学生的科技创新思维、环境保护意识和综合实践能力。

关键词：汉麻废弃物吸附材料多孔生物炭有机污染物创新实验教学

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油茶果壳生物基材料研究进展及展望

林产工业 2024年第5期61卷 60-69页

作者：梁先跃胡传双涂登云云虹关丽涛华南农业大学材料与能源学院生物基材料与能源教育部重点实验室广东广州510642

油茶作为木本食用油料树种在南方各省被广泛种植,其加工剩余物油茶果壳若未合理有效利用,将对空气、水体等生态造成污染。油茶果壳富含中孔结构,用其制备活性炭,可用于吸附或电池、电极与电容器领域;油茶果壳去除木质素得到的综纤维素,... 详细信息

油茶作为木本食用油料树种在南方各省被广泛种植,其加工剩余物油茶果壳若未合理有效利用,将对空气、水体等生态造成污染。油茶果壳富含中孔结构,用其制备活性炭,可用于吸附或电池、电极与电容器领域;油茶果壳去除木质素得到的综纤维素,可制备综纤维素膜材料或纳米纤维素膜材料,用于包装、纺织和医疗等领域;油茶果壳富含木质素及茶皂素等天然活性物质,可制备油茶果壳基树脂用作做胶合材料并具有耐恶劣气候及阻燃等特性;油茶果壳经热压工艺制备刨花板,可用于家具及建筑等领域;油茶果壳作为增强相与塑料复合制备木塑复合材料,可用于园林和室内装潢等领域。本文综述了油茶果壳在上述领域的研究进展,并对油茶果壳生物基材料提出了展望。

关键词：油茶果壳活性炭生物基膜生物基树脂刨花板木塑复合材料

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影响油茶籽油品质的因素分析

林产工业 2024年第3期61卷 22-29页

作者：辛江慧胡传双涂登云云虹关丽涛华南农业大学材料与能源学院生物基材料与能源教育部重点实验室广东广州510642

油茶籽油属于高品质的烹饪食用油,还是一种新型的天然植物油。其营养价值丰富,且有益于人体健康,在世界范围内受到了广泛的研究与关注。然而,油茶籽油的品质受其品种特性、栽培方式、土壤性质、管理措施、加工工艺、海拔高度等诸多因素... 详细信息

油茶籽油属于高品质的烹饪食用油,还是一种新型的天然植物油。其营养价值丰富,且有益于人体健康,在世界范围内受到了广泛的研究与关注。然而,油茶籽油的品质受其品种特性、栽培方式、土壤性质、管理措施、加工工艺、海拔高度等诸多因素的影响,使油茶籽油的理化指标和成分含量等发生变化,因此有必要研究影响其品质的因素。本文对影响油茶籽油品质的因素,如产地、预处理方式、加工工艺、贮藏方式等进行了综合评述。

关键词：油茶籽油品质预处理方式加工工艺贮藏方式